Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Vznik rozmanitosti životních strategií: Evoluce life-histories Diomedea exulans Eviota sigillata Oncorhynchus tshawytscha.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Vznik rozmanitosti životních strategií: Evoluce life-histories Diomedea exulans Eviota sigillata Oncorhynchus tshawytscha."— Transkript prezentace:

1 Vznik rozmanitosti životních strategií: Evoluce life-histories Diomedea exulans Eviota sigillata Oncorhynchus tshawytscha

2 Life-history znaky: -týkají se investice do ontogeneze, těla a reprodukce: způsob a rychlost růstu a vývoje věk při dospívání velikost při dospívání délka života investice do reparací věkově a velikostně závislá mortalita věkově a velikostně závislá investice do reprodukce velikost mláděte při narození/vylíhnutí počet mláďat ve snůšce či vrhu poměr pohlaví mláďat Zvířata se liší v life-history znacích, poněvadž omezení nastavují trade- offs, v rámci nichž dochází k optimalizaci vlastností Základní koncepty evoluční omezení (constraints) trade-off optimalizace

3 Evoluční omezení, constraints historická (fylogenetická) geometrická (morfologická) ontogenetická fyzikální jiná… velký genom sítnice musí obsahovat hodně buněk velké buňky velké oči život pod kůrou mozek posunutý dozadu zakládání končetinového pupenu pouze 4 prsty Mločíci Plethodontidae

4 Trade-off (směna, handl): některé vlastnosti se vzájemně vylučují neexistuje univerzální zvíře, výhody v něčem znamenají nevýhody v něčem jiném mnoho vlastností morfologických a ekologických je pouze následkem jiných vlastností Evoluční omezení, constraints, trade-off

5 srst uši krk chobot nohy

6 Trade-off (handl, směna) Nephila - trade-off mezi dvěma znaky se zpravidla pozná podle jejich negativní korelace (A) - ta může být ale překrytá např. individuálními rozdíly v získávání zdrojů (B) A) B)

7 Optimalizace – příklad velikosti snůšky (Lackova snůška) Lackova předpověď neplatí 1)Náklady pro rodiče 2)Dlouhodobé efekty u potomků 3)Velikost hnízda 4)Predace 5)Špatné roky 6)Inkubační kapacita 7)Hledání hnízdního místa

8 Nejdůležitější reprodukční trade-offs reprodukce vs. přežívání rodiče současná reprodukce vs. budoucí reprodukce rodiče počet vs. velikost mláďat v rámci jedné snůšky současná reprodukce vs. růst a kondice rodiče

9 Rozmnožující se jedinci: větší aktivita a nápadnost pro predátory (hlavně) samice zatížené snůškou běhají pomaleji snížení investice do imunitního systému a jiných opravných mechanismů Zvířata, která se nemnoží, žijí déle (ale reprodukční kasta eusociálních živočichů!) reprodukce x přežívání rodičeNejdůležitější reprodukční trade-offs semelparníiteroparní Oncorhynchus, úhoři, hlavonožci, pavouci, samci u Antechinus větší investice do reprodukce výhodné při nízké šanci dalšího přežití dospělce nebo když je nutno maximalizovat investici do reprodukce např. Salmo salar, většina amniot výhodné při stochastickém přežívání mláďat spolu s vysokou pravděpodobností přežití dospělce – rozložení rizika

10 současná x budoucí reprodukce rodičeNejdůležitější reprodukční trade-offs income breederscapital breeders pro rozmnožování nutno vytvořit energetické zásoby zmije – tukové zásoby energii získávají v době rozmnožování kolibříci – zvýšení metabolismu před rozmnožováním až na čtyřnásobek

11 počet x velikost mláďat v rámci snůškyNejdůležitější reprodukční trade-offs jedno mládě či vejce (velcí primáti, velryby, albatros…) až několik desítek či stovek milionů vajíček (jeseteři, velcí sumci) - velká mláďata lépe přežívají, z více mláďat aspoň nějaké přežije – jde tedy o trade-off mezi počtem a přežíváním mláďat (viz Lackova snůška) - výsledek trade-off určují nejrůznější omezení velikosti vejce či mláděte

12 Optimalizace v rámci trade-off počet propagulí velikost každé propagule

13 Optimalizace v rámci trade-off počet propagulí velikost každé propagule fitness Výsledný stav závisí na „ceně“ změny každého znaku, jak se projeví na fitness

14 Optimalizace v rámci trade-off počet propagulí velikost každé propagule Trade-off někdy vede ke kompromisu, někdy naopak k extrémním řešením

15 počet x velikost mláďat v rámci snůškyNejdůležitější reprodukční trade-offs Morfologické omezení – velikost pánevního otvoru nebo objem těla samice Sphaerularia bombi Délka lebky Délka 5. bederního obratle (mm)

16 počet x velikost mláďat v rámci snůškyNejdůležitější reprodukční trade-offs Morfologické omezení – velikost pánevního otvoru nebo objem těla samice Fyziologické omezení – rychlost tvorby vajec, minimální velikost vejce Ptáci: kolibřík 3 g (29 % hmotnosti těla) pštros 1600 g (2 % hmotnosti těla) hmotnost vejce = 0.28(hmotnost těla) 0.73 Hmotnost samice Hmotnost vajíčka/snůšky ISOMETRIE Plazi: minimální velikost vejce je dána, proto menší druhy mají míň vajec ve snůšce ALOMETRIE

17 Hmotnost samice Intenzita produkce mláďat

18 počet x velikost mláďat v rámci snůškyNejdůležitější reprodukční trade-offs Morfologické omezení – velikost pánevního otvoru nebo objem těla samice Fyziologické omezení – např. rychlost tvorby vajec Fylogenetická omezení – anamnia x amniota (ale vlastně fyziologické omezení)

19 počet x velikost mláďat v rámci snůškyNejdůležitější reprodukční trade-offs Morfologické omezení – velikost pánevního otvoru nebo objem těla samice Fyziologické omezení – např. rychlost tvorby vajec Fylogenetická omezení – anamnia x amniota (ale vlastně fyziologické omezení) Ekologické tlaky na minimální velikost mláděte – někdy je třeba, aby mláďata byla rovnou velká Gloydius shedaoensis

20 růst x rozmnoženíNejdůležitější reprodukční trade-offs Větší zvířata mají zpravidla větší reprodukční úspěch v jedné reprodukční události (počet i kvalita potomstva) a mohou žít déle (víc repr. událostí), ale vyrůst dlouho trvá a umřít se dá v každém okamžiku – kdy se vyplatí investovat do růstu a kdy do rozmnožování? (Někdy taky důležité, aby se mláďata vylíhla co nejdřív) Bimaturismus: polygynní zvířata vs. paví očka Vipera berus růst rozmnožování věk hmotnost těla dospívání OPTIMALIZACE CELOŽIVOTNÍHO REPRODUKČNÍHO ÚSPĚCHU

21 růst x rozmnoženíNejdůležitější reprodukční trade-offs tělo o hmotnosti w získané zdroje A(w) Metabolické náklady R(w) výtěžek P(w)=A - R provoz rozdělovač rozmnožování u1P(w)u1P(w) růst 1-∑u i P(w) unP(w)unP(w) opravy u3P(w)u3P(w) zásoby u2P(w)u2P(w) V každém okamžiku t dávej do všech frakcí tolik P, kolik maximalizuje fitness (zde branou jako očekávanou celoživotní alokaci do reprodukce, ∑l(x)m(x): l – věkově specifické přežívání, x - věk, m – věkově specifická plodnost (investice do reprodukce) Model optimální alokace zdrojů (Kozlowski a kol.) každá investice do těla se vyplatí, pokud jeden joule investovaný do těla zvýší očekávanou reprodukční investici o víc než jeden joule; jinak je lepší investovat ho rovnou do rozmnožování

22 Křivka přechodu mezi optimální investicí do růstu vs. do rozmnožování  Hlavní investice je do růstu nebo do rozmnožování  přechody mohou být i reverzibilní věk velikost Optimální je reprodukce křivka přechodu optimální je růst růstová křivka Růst x rozmnožení

23 čas (věk) velikost křivka přechodu Nejjednodušší model Asezónní prostředí Nepřetržité rozmnožování Zanedbává stárnutí a opravy – mortalita způsobená vnějšími faktory Živočichové jen rostou a nezmenšují se Růst x rozmnožení

24  Poloha křivky přechodu záleží na:  přežívání l(w)  výtěžku P(w) čas/věk křivka přechodu při poklesu mortality se zvýší křivka přechodu velikost Růst x rozmnožení

25 čas/věk velikost křivka přechodu snížení metabolických nákladů (R) nebo zvýšení získaných zdrojů (A) vede ke zvýšení výtěžku (P) – křivka přechodu se posune nahoru Růst x rozmnožení

26 Zavedení s tárnutí  Stárnutí ohýbá křivku přechodu dolů věk velikost bez investice do oprav s investicí do oprav  Investice do oprav  Odkládá stárnutí  Ale zpomaluje růst a zmenšuje celkovou investici do reprodukce  Měla by být optimalizovaná (méně investic do oprav za vysoké mortality způsobené vnějšími faktory). Růst x rozmnožení

27 Anuální živočichové v sezónním prostředí čas velikost konec sezóny dospívání Růst x rozmnožení Nothobranchius furzeri Furcifer labordi

28 Při přežívání do další sezóny věk/čas velikost konec sezóny dospívání Délka této části závisí na očekávané pravděpodobnosti přežití zimy Růst x rozmnožení

29 Víceletí bez stárnutí období investice do reprodukce velikost čas/věk rok 1 rok 2 rok 3 rok 4 winterwinter winterwinter winterwinter winterwinter asymptotický růst Růst x rozmnožení

30 Shrnutí rozmanitost životních strategií je dána optimalizací trade-offs v rámci omezení, která jsou pro různá zvířata různá trade-offs je celá řada, týkají se investicí do aktuální vs. budoucí reprodukce, velikosti a počtu vajec/mláďat, jakož i jejich přežívání a přežívání dospělců důležitým rozhodnutím je kdy přestat růst a začít zdroje alokovat do množení


Stáhnout ppt "Vznik rozmanitosti životních strategií: Evoluce life-histories Diomedea exulans Eviota sigillata Oncorhynchus tshawytscha."

Podobné prezentace


Reklamy Google